(57)【要約】【課題】  乾電池や発電機など電源電圧や電源インピーダンスが不安定な電源を照明装置用電源とした照明装置にあって、照明装置用電源の電圧やインピーダンス低下時に極端に照度が低下してしまうのを解決する駆動回路を提供する。【解決手段】  乾電池や発電機など電源電圧や電源インピーダンスが不安定な電源と発光ダイオード（発光ダイオード）との組み合わせによる照明装置にあって、複数の駆動回路を用い、駆動回路の情報を得て照明装置用電源に余裕がある場合には多い個数の発光ダイオードを、供給電圧に余裕が無い場合には少ない個数の発光ダイオードを点灯させることにより通常より効率の良い照明装置を提供する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードと複数の発光ダイオード駆動回路（以下駆動回路）と照明装置用電源からなる照明装置であって、駆動回路からの情報を得て点灯させる発光ダイオードの個数を変化させることを特徴とした照明装置。
【請求項２】
上記駆動回路からの情報は電圧レベルであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置
【請求項３】
上記駆動回路は定電流回路であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置
【請求項４】
上記照明装置用電源は交流発電機を使用し、複数の発光ダイオードと複数の駆動回路は発光ダイオードの順方向と逆方向とを接続したものを一対としてその対を複数対発光させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置
【請求項５】
上記照明装置用電源は電圧または電源インピーダンスが変動する可能性がある電池、発電機などを使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置
【請求項６】
最小単位の発光ダイオードを点灯させている場合は近地点を、最大単位の発光ダイオードを点灯させている場合は近地点から遠地点を照らすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置
【請求項７】
請求項１〜請求項４に記載の照明装置と、手動または自動に電源電圧や電源インピーダンスを変化させる照明装置用電源とを備えることを特徴とした発光ダイオード照明装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は電池や発電機など電圧や電源インピーダンスが不安定な照明装置用電源と発光ダイオードとを使用する照明装置にあって、効率の良い照明装置システムを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、照明装置の駆動回路には単に発光ダイオードへの供給電流を制限するために電流制限用の抵抗や定電流回路が用いられている。図１、図２【０００３】  ところが、照明装置用電源の電圧や電源インピーダンスに余裕がある場合でも、余裕が無い場合でも同じだけの発光ダイオードを点灯させている。これは照明装置用電源に余裕がある場合は熱として放出され効率が悪い。【０００４】  また、照明装置用電源に余裕がない場合には期待の電流が得られないために発光効率が悪くなり、最悪の場合には照明装置として用をなさないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は以上の点を考慮してなされたもので、照明装置用電源の電圧や電源インピーダンスに余裕がある場合には多い個数の発光ダイオードを発光させ、照明装置用電源に余裕が無い場合には少ない個数の発光ダイオードを点灯させることにより通常より効率のより照明装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  かかる課題を解決するため、本発明においては駆動回路からの情報を得て、その情報より複数の発光ダイオードを点灯するか否かを決定する。
【作用】
【０００７】  駆動回路の内部では照明装置用電源の出力に余裕があるか、余裕がないかの情報を得る個所があり、その個所の信号により点灯させる発光ダイオードの数を増減させる。
【０００８】  すなわち、照明装置用電源に余裕があれば、その個所の信号を受けて点灯させる発光ダイオードの数を増やすことにより、従来であれば駆動回路おいて熱になる電力で新たに点灯させた発光ダイオードが発光することとなり同じ消費電力でも明るい照明装置を提供できる。  または点灯させる発光ダイオードを噌やすことにより通常より明るい照明装置が提供できる。
【０００９】  また、照明装置用電源に余裕がなければ同様にその個所の信号を受けて発光ダイオードの数を減らすことにより照明装置用電源の負荷を減らし、その結果、発光させている発光ダイオードの駆動電流は点灯させる発光ダイオードを減らさない時よりも期待している電流値に近づけることができる。  これにより発光効率の低下や消灯してしまうことを極力避けることができる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の発光ダイオード照明装置システムにより電池や発電機など電圧や電源インピーダンスが不安定な照明装置用電源において効率の良い照明装置システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、本発明の実施形態について、図３から図８を参照にして、詳細に説明する。【００１２】（第１実施形態）
図３は、本発明である発光ダイオード照明装置の第１の形態を模式的に示す図である。【００１３】  図３に示す発光ダイオード照明装置は、照明装置用電源と、複数の発光ダイオードと、複数の駆動回路を有している。
図３で示す照明装置は第１の発光ダイオードとその駆動回路、第２の発光ダイオードとその駆動回路、第３の発光ダイオードとその駆動回路と照明装置用電源から構成されており、第１の発光ダイオードと駆動回路との間のカソード側に第２の発光ダイオードのアノード側が接続されるており。第２と第３との接続も同様に接続されている。【００１４】  ここで、照明装置用電源に余裕がある場合、第１の発光ダイオード用駆動回路は電圧を高くして第１の発光ダイオードへの供給電流を制限する。この時、並列に接続された第２の発光ダイオードと駆動回路は第１の発光ダイオード用駆動回路は電圧が高くなったのを受けて第２の発光ダイオードと駆動回路が動作することにより、第２の発光ダイオードが点灯することとなる。【００１５】  この時、第１の発光ダイオードしか用意されていない場合は駆動用回路で消費される余分な電力はほぼすべて熱に変換されてしまうが、この第２の発光ダイオードを用意していることにより第１の駆動回路で熱に変換される一部分を光に変えることができる。【００１６】  さらに、照明装置用電源に余裕がある場合、同様にして第２の発光ダイオード駆動回路に並列接続された第３の発光ダイオードと駆動回路は第２の発光ダイオード用駆動回路は電圧が高くなったのを受けて第３の発光ダイオードと駆動回路が動作することにより、第３の発光ダイオードが点灯することとなる。【００１７】  この時も同様に、第１、第２の発光ダイオードしか用意されていない場合は第１、第２の発光ダイオード用駆動用回路で消費される余分な電力はほぼすべて熱に変換されてしまうが、この第３の発光ダイオードを用意していることにより第１、第２の駆動回路で熱に変換される一部分を光に変えることができる。【００１８】  また、照明装置用電源に余裕がなくなった場合、第１の発光ダイオード駆動回路は電圧が低くなるため、第３、第２の発光ダイオードは消灯し発光ダイオードの特性により自動的に切り離された形となり、照明装置用電源の状態に合わせて発光ダイオードの点灯を制御することができる。【００１９】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が３組で説明したが、２組でも４組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である。【００２０】（第２実施形態）
図４は、本発明である発光ダイオード照明装置の第２の形態を模式的に示す図である。【００２１】  図４で示す照明装置は第１の発光ダイオードとその駆動回路、第２の発光ダイオードとその駆動回路、第３の発光ダイオードとその駆動回路と照明装置用電源から構成されており、第１の駆動回路から出力される信号を第２の駆動回路へ、第２の駆動回路から出力される信号を第３の駆動回路へ入力している。【００２２】  ここで、照明装置用電源に余裕がある場合には第１の駆動回路から出力された信号は第２の駆動回路に、第２の駆動回路から出力された信号は第３の駆動回路信号を入力され、第２、第３の発光ダイオードを発光させる。これにより、照明装置用電源には負荷がかかるが、照明装置用電源には余裕があるため、より明るい照明が得られる。【００２３】  また、照明装置用電源が通常の状態にある場合には第１の駆動回路から出力された信号は第２の駆動回路に入力されるが、第２の駆動回路からは信号を出力されない。これにより、第１、第２の発光ダイオードは点灯するが第３の発光ダイオードは点灯させずに切り離された形となる。これにより、照明装置用電源への過大な負荷を防いでいる。【００２４】  さらに、照明装置用電源に余裕がなくなった場合には第１、第２駆動回路からの信号が出力されないため、第２、第３の発光ダイオードは点灯させず切り離された形となり、照明装置用電源への負荷が軽減させることができる。【００２５】  すなわち、照明装置用電源に余裕が無い場合には照明装置用電源への負荷を軽減させることにより、発光させている発光ダイオードの駆動電流は発光ダイオードを減らさない時よりも期待している電流値に近づけることができる。これにより発光効率の低下や消灯してしまうことを極力避けることができる。【００２６】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が３組で説明したが、２組でも４組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である。【００２７】（第３実施形態）
図５は、本発明である発光ダイオード照明装置の第３の形態を模式的に示す図である。【００２８】  図５で示す発光ダイオード照明装置は図３で示した回路を交流に適用したもので、図３の発光ダイオードとその駆動回路を２組用意し、その２組の発光ダイオードの順方向と逆方向とを接続したものを複数個と、照明装置用電源である発電機などを有している。【００２９】  発電機などの出力が低い場合で発電が正電圧の場合は発光ダイオード５０を負電圧の場合には発光ダイオード５１を発光させている。【００３０】  つぎに、回転などが上がり発電機などの出力が低い場合から中間の出力に変化した場合は発光ダイオード５０、５１の駆動回路の電圧が上昇することにより正電圧の場合は発光ダイオード５２が負電圧の場合には５３が自動的に追加発光されることになる。【００３１】  この時、発光ダイオード５０、５１しか用意されていない場合は駆動用回路で消費される余分な電力はほぼすべて熱に変換されてしまうが、この５２，５３の発光ダイオードを用意していることにより発光ダイオード５０、５１の駆動回路で熱に変換される一部分を光に変えることができる。【００３２】  さらに、回転などが上がり発電機などの出力が高くなった場合、同様に５２，５３の発光ダイオード駆動回路の電圧が上昇することにより正電圧の場合は発光ダイオード５４が負電圧の場合には５５が自動的に追加発光されることになる。【００３３】  この時、発光ダイオード５０、５１、５２，５３しか用意されていない場合は駆動用回路で消費される余分な電力はほぼすべて熱に変換されてしまうが、この５４，５５の発光ダイオードを用意していることにより発光ダイオード５０、５１、５２、５３の駆動回路で熱に変換される一部分を光に変えることができる。【００３４】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が３組で説明したが、２組でも４組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である。【００３５】（第４実施形態）
図６は、本発明である発光ダイオード照明装置の第４の形態を模式的に示す図である。【００３６】  図６で示す発光ダイオード照明装置は図４で示した回路を交流に適用したもので、図４の発光ダイオードとその駆動回路を２組用意し、その２組の発光ダイオードの順方向と逆方向とを接続したものを複数個と、照明装置用電源である発電機などを有している。【００３７】  発電機などの出力が低い場合で発電が正電圧の場合は発光ダイオード６０を負電圧の場合には発光ダイオード６１を発光させている。発光ダイオード６０，６１の駆動回路からは信号が出力されないため、第６０、第６１の発光ダイオードは点灯するが発光ダイオード６２〜６５の発光ダイオードは点灯させずに切り離された形となる。これにより、照明装置用電源への過大な負荷を防いでいる。【００３８】  すなわち、発電機などの出力に余裕が無い場合には発電機などへの負荷を軽減させることにより、発光させている発光ダイオードの駆動電流は発光ダイオードを減らさない時よりも期待している電流値に近づけることができる。これにより発光効率の低下や消灯してしまうことを極力避けることができる。【００３９】  つぎに、回転などが上がり発電機などの出力が低い場合から中間の出力に変化した場合、発光ダイオード６０、６１の駆動回路からの信号を発光ダイオード６２、６３の駆動回路へ入力される事により正電圧の場合は発光ダイオード６２が負電圧の場合には６３を発光させる。これにより、照明装置用電源には負荷がかかるが、発電機などの出力に余裕があるため、より明るい照明が得られる。【００４０】  さらに、回転などが上がり発電機などの出力が高くなった場合、同様に６２，６３の発光ダイオード駆動回路からの信号を発光ダイオード６４、６５の駆動回路へ入力される事により正電圧の場合は発光ダイオード６４が負電圧の場合には６５を発光させる。これにより、照明装置用電源には負荷がかかるが、発電機などの出力に余裕があるため、さらにより明るい照明が得られる。【００４１】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が３組で説明したが、２組でも４組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である。【００４２】（第５実施形態）
図７は、本発明である発光ダイオード照明装置の第５の形態を模式的に示す図である。【００４３】  図７に示す発光ダイオード照明装置は、図５または図６と同様な複数の発光ダイオードと、複数の駆動回路を有している発光部分と、照明装置用電源部分と発光ダイオードを保持する部品を有する。【００４４】  この形態は第３、第４の形態の応用例であり、回路の動作は上記の【００２７】〜【００３４】、【００３５】〜【００４１】と同等である。【００４５】  照明装置用電源出力に余裕がなく、最小単位の発光ダイオードを点灯させている場合は近地点を、照明装置用電源出力に余裕があり最大単位の発光ダイオードを点灯させている場合は近地点と遠地点を照らすことができるように光軸などを調整している。【００４６】  これにより、たとえば自転車のヘッドライトに応用すると自転車の発電機からの出力電力に余裕がない場合、すなわち自転車の速度が遅い時に近地点のみを照らす。また、自転車の発電機からの出力電力に余裕が有る場合、すなわち自転車の速度が速い時に近地点と遠地点とを照らすことが可能となり、従来の１焦点のヘッドライトより効率的にかつ明るい発光ダイオード照明装置を提供できる。【００４７】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が２組で説明したが、３組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である【００４８】（第６実施形態）
図８は、本発明である発光ダイオード照明装置の第６の形態を模式的に示す図である。【００４９】  この形態は第３、第４の形態の応用例であり、回路の動作は上記の【００２７】〜【００３４】、【００３５】〜【００４１】と同等である。【００５０】  故意的に照明装置用電源の電圧や電源インピーダンスを変化させることにより、点灯させる発光ダイオードの個数を変化させることができる。【００５１】  また、照明装置用電源の電圧や電源インピーダンスを段階的ではなく時間的にゆるやかに変化させることにより、発光ダイオードの輝度は中間的な値を示すことができる。【００５２】  すなわち、点灯する発光ダイオードの個数と輝度を変化させることができる。【００５３】  第６の形態を複数用いることにより、エクステリア、インテリアなどでの応用が可能である。【００５４】  この例は発光ダイオードとその駆動回路が２組で説明したが、３組以上でも実施が可能である。また、一組の発光ダイオードは１つ以上の発光ダイオードでも実施が可能である。【００５５】さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】  本発明により乾電池や発電機など電源電圧や電源インピーダンスが不安定な照明装置用電源を使用した照明装置において、今までより効率の良い発光ダイオード照明装置が可能となり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の発光ダイオード照明装置の構成例１を示す図である。
【図２】従来の発光ダイオード照明装置の構成例２を示す図である。
【図３】本発明の発光ダイオード照明装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の発光ダイオード照明装置の第２実施形態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の発光ダイオード照明装置の第３実施形態を模式的に示す図である。
【図６】本発明の発光ダイオード照明装置の第４実施形態を模式的に示す図である。
【図７】本発明の発光ダイオード照明装置の第５実施形態を模式的に示す図である。
【図８】本発明の発光ダイオード照明装置の第６実施形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５８】１  発光ダイオード  １，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４
２  発光ダイオード駆動回路  ５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，７１，７２，７３，７４，７５
３  照明装置用電源  ９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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